Tujuan dari penelitian ini adalah membuat desain, mengkaji kevalidan, kepraktisan serta keefektifan pengembangan media virtual lab untuk meningkatkan kemampuan berpikir kritis dan literasi sains pada pembelajaran biologi kelas XI. Penelitian dan pengembangan ini dilaksanakan dengan model Borg dan Gall. Pelaksanaan penelitian ini di Sekolah Menengah Atas Negeri 11 dan 13 Samarinda pada 9 Desember 2021 sampai dengan 10 Juni 2022. Penelitian ini menghasilkan desain media virtual lab (flowchart, storyboard dan screen). Hasil penelitian ini menunjukkan kevalidan, kepraktisan dan keefektifan media virtual lab dalam meningkatkan kemampuan berpikir kritis dan literasi sains peserta didik kelas XI pada materi sel, sehingga media virtual lab layak digunakan dalam proses pembelajaran. Analisis kevalidan media virtual lab menggunakan skala linkert menunjukkan persentase 83,33 (valid) oleh ahli materi, 88,54 (sangat valid) oleh ahli bahasa dan 82,50 (valid) oleh ahli media. Hasil uji kelas perlakuan diperoleh kepraktisan media virtual lab dari guru dan peserta didik dengan persentase 95 dan 87,07 (sangat praktis). Keefektifan media virtual lab terhadap kemampuan berpikir kritis di uji dengan paired sample t-test menunjukkan nilai thitung 0,0000,07 di analisis dengan NGain.